下挖通道滲透排水技術(shù)在低路基高速公路中的應用 廖濟柙 2008年11月,一、項目背景 二、設計思路 三、設計方案 三、可行性論證 四、在河北省大廣高速公路衡大段的應用 五、推廣前景,1、目前華北平原區(qū)高速公路路基高度普遍偏高。路基高導致占地多、投資大、后期病害多等一系列問題。我國平原區(qū)高速公路路基高度始終降不下來的一個關(guān)鍵性制約因素就是橫向交通的干擾。平原地區(qū)地勢平坦，公路沿線人口眾多，村莊密集，必須設置一定數(shù)量的橫向通道來滿足沿線兩側(cè)居民、車輛的通行。,一、項目背景,2、節(jié)約土地資源已提到戰(zhàn)略高度來研究。2008年1月3日國務院關(guān)于促進節(jié)約集約用地的通知中明確提出：“要采取先進節(jié)地技術(shù)、降低路基高度、提高橋隧比例等措施，降低公路、鐵路等基礎(chǔ)設施工程用地和取棄土用地標準。”,一、項目背景,3、華北地區(qū)嚴重缺水。地下水經(jīng)近幾十年的開采，已嚴重缺乏，國際地質(zhì)學界認為，為緩解地下水短缺，可以通過將符合規(guī)定水質(zhì)標準的地表水直接注入地下進行人工補充。,一、項目背景,首先將下挖通道引道內(nèi)的雨水匯入集水井（設置在被交道路的最低點），雨水經(jīng)過初步沉淀后，由橫向排水管流入凈化滲透池，經(jīng)過過濾凈化后滲入地下土層。這一集水、凈化處理和入滲的過程，需要通過相應的水文計算，以及運用地下水線性滲透的達西定律進行水力學計算，來設計滲透池的直徑與深度。,二、設計思路,*,三、設計方案,集水井+橫向排水管+滲透(沉淀)池的排水方案,下挖通道滲透排水設計示意圖,方案一：集水井+橫向排水管+滲透池,當滲透池底部位于地下水位之上時，滲透池起儲水和滲水作用。滲透池底部采用過濾材料進行防污處理。,過濾層,三、設計方案,方案二：集水井+橫向排水管+沉淀池(封底)+滲井,三、設計方案,過濾網(wǎng),蛭石隔柵網(wǎng),隔水層,三、設計方案,匯水量的確定根據(jù)匯水面積以及各地區(qū)降雨強度確定。根據(jù)公路路基設計規(guī)范(JTG D30-2004)規(guī)定，高速公路路基排水設計應采用設計重現(xiàn)期為15年一遇連續(xù)3日的降雨強度。,大廣高速沿線各重點站15年一遇連續(xù)3d最大降雨量一覽表（單位：mm）,四、可行性論證,1、水文地質(zhì)條件 大廣高速公路深州至大名段項目沿線地下水類型屬河北平原第四系松散巖類孔隙水。 因深層地下水長期處于超采狀態(tài)，多年水位呈下降趨勢并形成冀（縣）棗（強縣）衡（水市）為中心深層地下水下降漏斗 ，漏斗中心動態(tài)類型為側(cè)向徑流補給開采型，其他地區(qū)均為越流補給開采型。,四、可行性論證,2、小滲井現(xiàn)場注水試驗 滲井實驗位置：衡水東服務區(qū)內(nèi)，衡德高速公路路北。 滲井深度：101m。 滲井尺寸：內(nèi)徑(直徑)10cm，壁厚3.8mm。 實驗目的：通過現(xiàn)場滲水實驗獲取實驗段滲透系數(shù)。 滲井實驗總工期：2007年11月13日至28日，共16天。,滲透排水可行性論證之二 現(xiàn)場注水試驗,現(xiàn)場鉆孔情況,現(xiàn)場加工粘土球,現(xiàn)場洗井情況,現(xiàn)場實驗情況,四、可行性論證,3、小滲井現(xiàn)場注水試驗,不同水頭高度的滲透量,四、可行性論證,4、根據(jù)注水實驗完全可以滿足高速公路路基排水設計應采用設計重現(xiàn)期為15年一遇連續(xù)3日的降雨強度。 通過注水試驗水位觀測和水質(zhì)檢測報告表明，粘土球止水效果良好，咸淡水沒有混合，止水工藝可行。,五、在大廣高速公路中的應用,1、大廣高速公路工程概況,路線全長220.429公里。起點至滏陽互通終點段33.4公里按雙向八車道高速公路標準改擴建，滏陽互通終點段至冀豫界段187.029公里采用雙向六車道高速公路標準新建，設計速度均為120km/h，概算投資為113.9億元。 全線下挖通道170處。,五、在大廣高速公路中的應用,2、直接經(jīng)濟效益 1）在采用通道集水凈化滲透系統(tǒng)之前，平均路堤填土高度為2.9m，利用該系統(tǒng)排水方案后，路堤高度降低了1.6m。 2）全線設置集水井路段約80.6km，共減少永久占地581畝，節(jié)省占地費用2440.2萬元。 3）減少路堤土石方數(shù)量536萬m3，節(jié)省工程費用16084.7萬元。 4）減少路側(cè)取土占地6103畝。 5）由于路基高度降低，護欄的長度可減少26.92 km，節(jié)省路側(cè)護欄工程造價1162.9萬元。,五、在大廣高速公路中的應用,2、直接經(jīng)濟效益 6）減少邊坡防護量88030.1 m3，節(jié)省邊坡防護工程造價4401.5萬元。 7）邯濟鐵路的方案由原來的上跨方案改為了下穿方案。上跨方案改為下穿方案后節(jié)約了工程造價5736.9萬元。 8）沿線設計的滲透池(沉淀池)工程總造價4000萬元。 綜上，采用集水凈化滲透系統(tǒng)方案后，共節(jié)省直接工程造價：2440.2+16084.7+1162.9+4401.5+5736.9-4000=25826.2萬元，經(jīng)濟效益可觀。,五、在大廣高速公路中的應用,3、社會效益 保護耕地資源 減少取土占地數(shù)量 有效保障被交道路正常通行 減小地方道路養(yǎng)護難度 4、環(huán)保效益 低路堤使公路更好地與景觀結(jié)合 補給地下水 行車安全、舒適 小范圍防災減災 有效控制路表徑流污染,六、推廣前景,國際地質(zhì)學界認為，為緩解地下水短缺，可以通過將符合規(guī)定水質(zhì)標準的地表水直接注入地下進行人工補充。,該項目通過優(yōu)化設計方案，降低了路基高度，較大幅度地減少了永久占地和臨時占地數(shù)量，我局同意按照調(diào)整后的方案進行該項目建設。,六、推廣前景,六、推廣前景,專家審查意見（一） 2008年1月13日，河北省交通廳會同河北省國土資源廳邀請有關(guān)專家在北京召開了華北平原低路基高速公路下穿式被交道路排水關(guān)鍵技術(shù)可行性研究報告的審查會，形成的評審意見如下：,六、推廣前景,專家審查意見（二） 為了徹底解決華北平原區(qū)低路基高速公路下挖通道排水問題，2007年6月，大廣高速公路衡大段籌建處聯(lián)合長沙理工大學及地質(zhì)礦產(chǎn)部河北水文工程地質(zhì)勘察院共同開展了華北平原地區(qū)高速公路下穿式被交道路排水關(guān)鍵技術(shù)研究課題。2008年4月，由省科技廳組織，委托河北省交通廳主持了鑒定會，鑒定意見如下：,2008年1月3日國務院關(guān)于促進節(jié)約集約用地的通知中明確提出：“要采取先進節(jié)地技術(shù)、降低路基高度、提高橋隧比例等措施，降低公路、鐵路等基礎(chǔ)設施工程用地和取棄土用地標準。” 設計采用的下挖通道排水系統(tǒng)為先進的節(jié)地技術(shù)，符合國務院關(guān)于促進節(jié)約集約用地的通知要求，并得到社會各界的一致認可，認為這是“科學創(chuàng)新，符合省情，節(jié)約土地，利國利民”的有效措施。,謝謝！,匯報結(jié)束,